Biodispositivos electrónicos basados en la nanotecnología
Posted By Laura García Fresnillo On 27th Febrero 2008 @ 09:00 In Nanomateriales y Nanodispositivos | No hay comentarios
La demanda de dispositivos electrónicos de mejores prestaciones y menor tamaño ha dado como resultado el desarrollo de los llamados [1] nanodispositivos opto-electrónicos.
En el desarrollo puntero de nuevos dispositivos optoelectrónicos juega un papel importante las biomoléculas, debido a las propiedades que estas presentan. En las últimas décadas los avances de la ciencia en este campo han sido muchos y muy amplios. Los primeras investigaciones demostraron que moléculas orgánicas individuales podían operar como nano-rectificadores con un tamaño mucho menor que el de los microchips convencionales. Un posterior desarrollo dio lugar a circuitos lógicos integrados basados en este tipo de moléculas.
Por lo tanto se está trabajando para unir unas ciencias, que en principio pueden parecer tan distintas, como son la nanoelectrónica y la biología. Se trata de combinar la capacidad de las moléculas orgánicas para formar estructuras complejas con la complejidad de los dispositivos electrónicos.
Entre las posibles biomoléculas, las proteínas son las que presentan mejores propiedades para ser implementadas dentro de la electrónica. Entre estas, destaca la capacidad de formar sofisticadas estructuras de ínfimas dimensiones, una composición química variada y una actividad enzimática muy versátil. Son estas propiedades las responsables de las complicadas tareas que lleva a cabo una proteína dentro de una célula y son estas mismas las que se quieren fusionar con procesos de transporte electrónico. En un bio-nanodispositivo las proteínas son las encargadas del transporte de carga eléctrica a través de los huecos libres de su estructura y de transformaciones químicas mediante la acción enzimática. Para ello es imprescindible la presencia de [2] ATP para mover y almacenar energía.
Dentro de las proteínas tenemos diversos tipos capaces de ser usados con este fin. Sin embargo, por sus características funcionales las más utilizadas son las metaloproteínas. De manera natural estas proteínas, por procesos de oxidación-reducción, producen un flujo de cargas, que puede ser manipulado mediante un voltaje externo para que actúe como un interruptor. Para tener [3] un comportamiento rectificador se ha de interconectar dos nanoelectrodos de oro con una monocapa de la proteína.
Como se ve, en general, las proteínas han de ser combinadas con elementos metálicos o semiconductores para formar el dispositivo electrónico. Así podemos tener también nanotubos de oro formados por combinación de oro y ADN. Gracias a la gran flexibilidad, al tamaño y a la posición del grupo fosfato dentro de la cadena de ADN, éste se puede unir a iones metálicos como el oro, cobre, plata, platino y paladio, para formar componentes altamente ordenados dentro de nanocircuitos.
Otro ejemplo son los [4] nanotubos de polianilina empleados en nanosensores, cuya principal ventaja es poder ser fabricados de forma fácil, sin necesidad de una tecnología complicada.
Cabe destacar, además, dentro de la fusión de moléculas orgánicas y nanotecnología la tecnología de los [5] motores biomoleculares. En estos se transforma la energía química en energía mecánica mediante nanodispositivos, teniendo importantes aplicaciones sobretodo en el campo de la medicina.
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[1] nanodispositivos opto-electrónicos: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6X1J-4KXT77P-K&
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[2] ATP: http://fai.unne.edu.ar/biologia/metabolismo/met1.htm
[3] un comportamiento rectificador: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6VMT-49H0TXK-1&
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[4] nanotubos de polianilina: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6TXS-4MM2625-1&
;_user=10&_coverDate=02%2F28%2F2007&_alid=674823024&_rdoc=1&_fmt=full&_orig=search&_cdi=5598&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=1&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=bee52d907e57c336916cc4ef527c42cc
[5] motores biomoleculares: http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6X1J-4HRT503-W&
;_user=10&_coverDate=12%2F31%2F2005&_alid=674818296&_rdoc=6&_fmt=full&_orig=search&_cdi=7244&_sort=d&_docanchor=&view=c&_ct=16&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=d63121843c9f23abc927d027b27d26ab
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[13] Imagen: http://blogs.creamoselfuturo.com/nano-tecnologia/2008/02/27/biodispositivos-elec
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